DE1000559B

DE1000559B - Multi-cell compressor with sickle-shaped work area

Info

Publication number: DE1000559B
Application number: DEF12805A
Authority: DE
Inventors: Otho Heinrich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1953-09-09
Filing date: 1953-09-09
Publication date: 1957-01-10

Description

Vielzellenverdichter mit sichelförmigem Arbeitsraum Die Erfindung bezieht sich auf Vielzellenverdichter mit siclie'förm@igem Arb°itsraum und Anzapfbohrungen zur Üb,-rleitung von unter Druck stehendem Arbeitsmittel nach Entlastungskammern auf der Außens;:ite der mit Hilfsschiebern versehenen Laufringe.Multi-cell compressor with sickle-shaped working space The invention relates to multi-cell compressors with a siclie'-shaped working space and tapping holes for transferring pressurized working fluid to relief chambers on the outside;: ite of the race rings provided with auxiliary slides.

Bei Vielzellenverdichtern mit sichelförmigem Arbeitsrauin «-erden die Fliehkräfte der in Schlitzen des Rotors frei, beweglichen Schieberkolben durch mitumlaufende Laufringe aufgenommen, deren Innendu.rchinesser etwas kleiner ist als die Gehäusebohrung, so daß sich die Schieberkolben nur gegen die Laufringe abstützen können. Die: Laufringe, werden ferner durch tlali in den Verdich,terkammern herrschenden Verdichtungsdruck einseitig belastet, so daß sie ihre Lage senkrecht zu ihrer Achsrichtung zu verschieben suchen. Zum Ausgleich dieser Kräfte. hat man schon vorgeschlagen, in dem Ringrauen zwischen Laufring und Gehäuse durch in radialen Schlitzen des Laufringes frei verschiebbar angeordnete Hilfsschieber, die sich gegen die Geliäu.sewand, abstützen, mitumlaufende Entlastungskammern zu schaffen, die durch Bohrungeli im Laufring mit dem sichelförmigen Arheit.srauin des Verdichters verbunden sind, so daß auf der inneren und der äußeren Seite des Laufringes der gleiche Druck herrscht. Da die Laufringel infolge, der exzentrischen Lagerung des Rotors mit einer anderen, gewöhnlich größeren Geschwindigkeit umlaufen als der Rotor, ändert sich jedoch laufend die- Lage einer solchen Entlastungskammer gegenüber ihrer Verdichterkainmer, so daß in gewissen Stellungen der Gendruck in der Entlastungskammer nicht mehr aus der gegenüberhegenden, sondern der vorhergehenden oder folgenden Verdichterkammer entnommen ist. Durch diese periodischen Änderungen des Gegendruckes ergibt sich kein völliger Druckausgleich mehr, so daß eine pendelnde Verschiebung des Laufringes parallel zu seiner Achse zwischen der Druckseite und der Saugseite des Verdichters hervorgerufen wird. Dies führt zu Erschütterungen der ganzen Anlage und zu erhöhtem Verschleiß in der Gehäusebohrung und an den Schieberkolben.For multi-cell compressors with a sickle-shaped work surface the centrifugal forces of the slide piston, which can move freely in the slots of the rotor revolving races were added, the inner diameter of which is slightly smaller than the housing bore, so that the slide pistons are only supported against the races can. The: races are also ruling through tlali in the compression chambers Compression pressure loaded on one side, so that their position is perpendicular to their axial direction looking to move. To balance these forces. it has already been suggested in the ring roughness between the race and the housing through in radial slots of the race freely slidably arranged auxiliary slides, which are supported against the Geliäu.sewand, To create revolving relief chambers, which through Bohreli in the raceway with connected to the sickle-shaped Arheit.srauin of the compressor, so that on the inner and outer side of the race the same pressure prevails. Since the Runner ring as a result of the eccentric bearing of the rotor with another, usually rotate at a higher speed than the rotor, but the Location of such a relief chamber opposite its compressor chamber, so that in certain positions the gene pressure in the relief chamber no longer differs from the opposite, but is taken from the preceding or following compression chamber. By these periodic changes in the back pressure do not result in a complete pressure equalization more, so that an oscillating displacement of the race parallel to its axis between the pressure side and the suction side of the compressor. this leads to vibrations of the whole system and to increased wear in the housing bore and to the spool.

Nach einem weiteren bekannten Vorschlag erfolgt die Überleitung des Druckmittels aus den. Arbeitskammern des Verdichters in die Entlastungskammern nicht durch Bohrungen des Laufringes, sondern durch im feststehendem Teil des Gehäuses angeordnete Anzapfbohrungen, die zu einer Verteilernut in der Gehäusebohrung für den Laufring führen. Durch die ortsfest angeordnete Verteilernut wird das aus dem Arbeitsraum der Verdichterkammer übergeleitete Druckmittel auf mehrere durch die Hilfsschieber des Laufringes gebildete Entlastungskammern gleichzeitig verteilt. Nach dem bekannten Vorschlag wird eine derartige: Entlastung lediglich für, die Fliehkräfte der Schieberkolben vorgesehen und eine entsprechende Lage der Verteilernut gewählt. Durch diese Maßnahme wird jedoch ein völliger Ausgleich der auf den Lau.fririg wirkenden Kräfte reicht erzielt, insbesondere nicht bei den verschiedenen Betriebszuständen., die beim Anlauf und im Loerlaufbetrieb :einerseits und im Vollastbetrieb andererseits herrschen.According to another known proposal, the transition of the Pressure medium from the. Working chambers of the compressor in the relief chambers are not through holes in the race, but through in the fixed part of the housing arranged tapping holes leading to a distributor groove in the housing bore for guide the race. Due to the fixedly arranged distributor groove, the Working space of the compression chamber transferred pressure medium to several through the Auxiliary slide of the raceway formed relief chambers distributed at the same time. According to the well-known proposal such: Discharge only for those Centrifugal forces of the slide piston provided and a corresponding position of the distributor groove chosen. This measure, however, completely compensates for the on the Lau.fririg acting forces are sufficient, especially not in the various operating states., those during start-up and in loosening operation: on the one hand and in full load operation on the other to rule.

Nach der Erfindung sind die Anzapfbohrungen für die Entnahme des unter Druck stehenden Arbeitsmittels aus dem Arbeitsraum in einem zur axialen, Führung des Laufringes dienenden, verdrehbar gelagerten 1.-,üh:rungsring angeordnet. Durch diese Maßnahme kann die Lage der Anzapfbohrung durch Verdrelien des Führungsringes verändert werden, so daß dadurch das Arbeitsmittel aus einer anderen Verdichterzelle des sichelförmigen Arbeitsraumes entnommeiiwerden kann, falls der auf den Laufring von außen einwirkende Entlastungsdruck vergrößert oder verkleinert werden muß, um den gewünschten Kraftausgleich zu erzielen. Besonders beim erstmaligen Einstellen des Verdichters sowie auch bei später gegebenenfalls notwendig «erdenden Nachregulierungen ist es zweckmäßig und vorteilhaft, eine gewisse Nachstellmöglichkeit zu besitzen, um die jeweils günstigste Allzapfstelle wählen zu können und die etwa noch vorhandenen Ungleichmäßigkeiten und seitlichen Schwingungen der Laufringebewegung zu beseitigen.According to the invention, the taps are for the removal of the under Pressurized working medium from the working space in one for axial guidance of the running ring serving, rotatably mounted 1 .-, üh: ring ring arranged. By this measure can change the position of the tapping hole by twisting the guide ring can be changed, so that thereby the working fluid from another compressor cell of the sickle-shaped working space, if the one on the race externally acting relief pressure must be increased or decreased in order to to achieve the desired force balance. Especially when setting up for the first time of the compressor as well as any subsequent adjustments that may become necessary it is expedient and advantageous to have a certain adjustment facility, in order to be able to choose the cheapest universal tap and any remaining ones Eliminate irregularities and lateral vibrations in the movement of the race.

Nacli einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Führungsring mit einer voz der Ausschubkante des Arbeitsraumes angeordneten Anzapfbohrung versehen, die zu einer Verteilerkammer im Bereich des Kompressionsdruckes führt, sowie im Bereich der Au:sschuböffnung des Gehäuses mit einer weiteren Anzapfbohrung, die mit einer getrennten Verteilerkammer im Bereich des Ausschubdruckes des Arbeitsmittels in Verbindung steht. Durch die Anordnung je einer Verteilerkammer bzw. einer zugehörigen Entlastungszone im Bereich des Kompressionsdruckes sowie- des Ausschubdrückes des Arbeitsmittels kann der auf den Laufring von außen einwirkende Entlastungsdruck den verschiedenen Betriebszuständen angepaßt werden, die beim Anlauf und im Leerlaufbetrieb einerseits und im Vollastbetrieb, andererseits bestehen. Durch Dieb Entlastungszone .im Bereich des Kompressionsdruckes kann ein. Ausgleich der auf den Laufring von innen einwirkenden Verschiebungskräfte erfo'.gen, die sich aus -den Fliehkräften, den Radialkomponenten der Reibüngskräfte der Schieberkolben sowie dem in der '#ler'dichte,rka.mm,-,r der Druckseite herrschenden. Kämpre@ss,iönsdruclc zusammensetzen. Diese Kräfte treten jedoch nur im Anlauf bzw. im Leerlaufbetrieb auf, wenn nämlich der Druckstutzen des Verdichters ohne Gegendruck ist. Der Kompressionsdruck wird dabei durch eine vor der Ausschubkante im VGrring angeordnete Anzapfbohrung entnommen und zum Druckausgleich in die in diesem Bereich angeordnete Verteilerkammer und die, entsprechenden Entlastungskammern geführt. Bei Volllastbetrieb. arbeitet der Verdichter dagegen. auf Gegendruck, so daß auf den Laufring im Bereich des Ausschubes außerdem noch der Druck im Druckstutzen bzw. der Kesseldruck einwirken. Der im Au.ssch:ubbereich herrschende Druck ist entsprechend dem im Kessel herrschenden, im praktischen Betrieb schwankenden Gegendruck veränderlich. Durch die getrennte Entlastung des Laufringes im Bereich des Ausschubes g=emäß der Erfindung können die veränderlichen Gegendrücke durch sich entsprechend ändernde Entlastungsdrücke. ausgeglichen werden, so daß der Laufring auch bei wechselnden Gegendrücken schwingungsfrei umläuft und ein vollständiger Kräfteausgleich erzielt wird.According to a further embodiment of the invention is the guide ring provided with a tapping hole arranged in front of the extension edge of the working area, which leads to a distribution chamber in the area of the compression pressure, as well as in Area of the slide-out opening of the housing with another tapping hole, the with a separate distribution chamber in the area of the discharge pressure of the working medium communicates. By the arrangement depending a distribution chamber or an associated relief zone in the area of the compression pressure as well as the pushing-out pressure of the working medium can be that acting on the race from the outside Relief pressure can be adapted to the various operating conditions that occur during start-up and exist in idle operation on the one hand and in full load operation on the other. By the thief relief zone. In the area of the compression pressure a. compensation the displacement forces acting on the race from the inside from the centrifugal forces, the radial components of the friction forces of the spool pistons as well as the one prevailing in the '# ler' density, rka.mm, -, r of the print side. Kämre @ ss, iönsdruclc put together. However, these forces only occur when starting or idling on, namely when the pressure port of the compressor is without back pressure. The compression pressure is through a tapping hole located in front of the extension edge in the VGrring removed and for pressure equalization in the distribution chamber arranged in this area and the corresponding relief chambers out. At full load. is working the compressor on the other hand. on counter pressure, so that on the raceway in the area of the extension In addition, the pressure in the pressure port or the boiler pressure have an effect. The one in the Au.ssch: ubbereich The prevailing pressure corresponds to that prevailing in the boiler in practical operation fluctuating back pressure changeable. Due to the separate relief of the raceway in the area of the extension g = em according to the invention, the variable back pressures by correspondingly changing relief pressures. be balanced so that the running ring revolves vibration-free even with changing counter pressures and a complete Balance of forces is achieved.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in den Zeichnungen dargestellt.An embodiment of the invention is shown in the drawings.

Fig. i ist ein durch den Laufring führender Querschnitt des Vielzellenverdichters; Fig. 2 ist eine schematische Darstellung des Kräfteverlaufes am Laufring; - Fig. 3 ist Teil eines Längsschnitte.- durch Laufring und Führungsring in vergrößertem Maßstab; Fig. d ist ein durch den Führungsring führender Ouerschnitt.Figure i is a cross section of the multi-cell compressor taken through the raceway; Fig. 2 is a schematic representation of the force profile on the race; - Fig. 3 is part of a longitudinal section - enlarged through the race and guide ring Scale; Fig. D is a cross section leading through the guide ring.

In dem Gehäuse i des Vielzellenverdichters ist der Laufring 2 zentrisch angeordnet. Am äußeren Umfang des Laufringes sind in radialen Schlitzen frei verschiebbar die Hilfsschieber 3 vorgesehen, durch die zwischen Gehäusebohrung und Laufring die Entlastungskammern ,4 gebildet werden. Auf der Innenseite des Laufringers 2 sind die Schieberkolben 5 geführt, die in dem exzentrisch gelagerten Rotor 6 in radialen oder annähernd radialen Schlitzen 7 frei verschiebbar send. Mit 8 ist das Ende der Ansaugöffnung, mit 9 der Beginn und mit fo das Ende der Ausschuböffnung bezeichnet, während i i die Saugseite und 12 die Druckseite bezeichnet. Der Laufring :2 ist axial durch den Führungsring 13 geführt, der in seiner Lagerung etwas verdreht werden kann. Der Führungsring 13 ist mit Anzapfbohrungen 14 versehen, die die Verbindung zwischen - dem sichelförmigen Arbeitsrauen des Verdichters und einer sich über einen gewissen Teil des Umfanges des Führungsringes 13 erstreckenden nutaxtigen Verteilerkammer 15 herstellen. Im Bereich der Verteilerkammer 15 sind in dem Gehäuse i mehrere Längsbohrungen 16 angeordnet, die über Kanäle 16' mit den: Entlastungskammern 4 in Verbindung stehen. Im Bereich der Kompression ist nun die Verteilerkammer 15" angeordnet, die durch die Anzapfbohrung 14" mit dem sichelförmigen Arbeitsrauen in Verbindung steht. Die Anzapfboh,rung 1.4" befindet sich normalenveise kurz vor dem Beginn 9 der Ausschuböffnung 12. Im Bereich der Ausschul)öffnung selbst ist eine weitere Verteilerkammer 15l, angeordnet, die durch die Anzapfbohrung 1.4v mit dein inneren Raum verbunden ist.In the housing i of the multi-cell compressor, the race 2 is centric arranged. On the outer circumference of the race are freely movable in radial slots the auxiliary slide 3 provided through the between the housing bore and the race Relief chambers, 4 are formed. On the inside of the race 2 are the slide piston 5 guided in the eccentrically mounted rotor 6 in radial or approximately radial slots 7 freely displaceable send. 8 is the end of the Intake opening, with 9 the beginning and with fo the end of the ejection opening, while i i denotes the suction side and 12 the pressure side. The race: 2 is axially guided by the guide ring 13, which can be slightly rotated in its storage can. The guide ring 13 is provided with tapping holes 14 that make the connection between - the sickle-shaped working confidence of the compressor and one about one Some part of the circumference of the guide ring 13 extending groove-axed distribution chamber 15 make. In the area of the distribution chamber 15 there are several longitudinal bores in the housing i 16 arranged, which are via channels 16 'with the: relief chambers 4 in connection. In the area of compression, the distribution chamber 15 ″ is now arranged, which through the tapping hole 14 "is in communication with the sickle-shaped working roughness. The Tapping hole 1.4 "is normally just before the start 9 of the ejection opening 12. In the area of the discharge opening itself there is a further distribution chamber 15l, arranged, which is connected to the inner space through the tap hole 1.4v.

In Fig. 2 sind die radial auf den Laufring wirkenden Kräfte in schematischer Darstellung veranschaulicht. Die Linie 17 stellt den Verlauf der Summe aller von innen nach außen auf den Laufring einwirk°nden Kräfte dar, die sich aus den Fliehkräften der Schieberkolben, der Radialkomponente der Reibungskräfte der Schieb°rkolben in den Rotorschlitzen 7 sowie der Radialkomponente .des in den Verdichterkarnmern des sichelförmigen Arbeitsraumes sich einstellenden Druckes zusammensetzt. Diese Kräfte nach der Linie 17 wirken auf den Laufring 2 beim Anlauf sowie beim Arbeiten des Verdichters im Leerlaufbetrieb, wobei der Saugstutzen völlig geöffnet und ein Kesselüberdruck im Druckstutzen 12 nicht vorhanden ist. Bei ansteigendem Kesseldruck treten im Bereich des Ausschubes des Druckmittels noch entsprechende Druckkräfte etwa im Verlauf der Linie i8 hinzu, so daß sich im Vollastbetrieb aus den Druckkräften 17 und i8 eine gesamte nach der Druckseite gerichtete Kraftkomponente ergibt, die sich je nach der Höhe des Enddruckes in ihrer Größe und Richtung ändert.In Fig. 2, the forces acting radially on the race are shown schematically Illustration illustrated. The line 17 represents the course of the sum of all of forces acting on the race from the inside outwards, which result from the centrifugal forces the slide piston, the radial component of the frictional forces of the slide piston in the rotor slots 7 and the radial component .des in the compressor chambers of the crescent-shaped working space composed of the pressure setting. These forces after the line 17 act on the raceway 2 when starting up as well as when the Compressor in idle mode, the suction port fully open and a boiler overpressure in the pressure port 12 is not available. When the boiler pressure increases, step in the area the pushing out of the pressure medium still corresponding pressure forces approximately in the course of Line i8 added, so that in full load operation from the compressive forces 17 and i8 a total force component directed towards the pressure side, which results depending on the level of the final pressure changes in size and direction.

Durch den Druckausgleich werden auf den Laufring von außen nach innen einwirkende Gegenkräfte erzeugt, die den Laufring im Gleichgewicht halten. In der Kompressionszone wird durch das durch die Anzapfbohrung 1q." in die Verteilerkammer 15Q übergeführte Druckmittel in, den in diesem Bereich befindlichen Entlastungskammern .4Q ein Gegendruck mit dem Druckverlajuf etwa nach der Linie i9 in Fig. 2 erzeugt, der den in dieser Zone auf den Laufring von innen nach außen einwirkenden Kräften nach der Linie 17 das Gleichgewicht hält. Ein entsprechender Ausgleich erfolgt in der Ausschubzone durch das durch die Anzapfbohrung 1q.v in die Verteilerkammer 15v übergeleitete Druckmittel, wobei sich in diesem Bereich eine Gegenkraft nach der Linie 2o ergibt, die zum Ausgleich der Druckkräfte 18 dient. Durch diesen für die Kompressionszone und die Ausschubzone getrennten Druckausgleich wird der Laufring jeweils sowohl beim Anlaufen bzw. beim Leerlaufbetrieb als auch beim Vollastbetrieb völlig und gleichmäßig im Gleichgewicht gehalten, da die zum Druckausgleich erforderlichen Gegendrücke von den nach außen wirkenden Drücken in ihren voneinander getrennten Zonen direkt und für sich abhängig sind.Due to the pressure equalization, opposing forces acting on the race from the outside inwards are generated, which keep the race in equilibrium. In the compression zone, the pressure medium transferred through the tap hole 1q. "Into the distribution chamber 15Q in the relief chambers .4Q located in this area generates a counterpressure with the pressure progression approximately according to the line i9 in FIG forces acting on the raceway from the inside to the outside keep the equilibrium according to the line 17. A corresponding compensation takes place in the extension zone by the pressure medium transferred through the tapping hole 1q.v into the distribution chamber 15v, whereby in this area there is a counterforce according to the line 2o , which serves to compensate for the pressure forces 1 8. By this pressure compensation, which is separate for the compression zone and the extension zone, the raceway is kept completely and evenly in equilibrium both during start-up or during idling operation as well as during full-load operation, since the counter pressures required for pressure compensation are controlled by the outwardly acting pressures in their from each other g separate zones are directly and independently dependent.

Auf der Saugseite i i werden im Führungsring 13 vorteilhaft eine Entlüftungsbohrung 1q., und eine Nut 15, angeordnet, durch die ein Abströmen der in den Entlastungskammern 4, nach Verlassen der Ausschubzone noch befindlichen Druckluft über eine Gehäusebohrung 16, zum Saugstutzen hin erfolgen kann. Hierdurch wird eine weitere zusätzliche Verbesserung des Kräfteausgleichs am Laufring erzielt.On the suction side i i, a ventilation hole is advantageously made in the guide ring 13 1q., And a groove 15, through which an outflow of the in the relief chambers 4, compressed air still present after leaving the extension zone via a housing bore 16, can take place towards the suction nozzle. This is another additional improvement the balance of forces achieved on the raceway.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Multi-cell compressor with sickle-shaped working space and tapping hole, stanchions for the transfer of pressurized working fluid to relief chambers on the outside of the bearing rings provided with auxiliary slides, characterized in that the tapping bores (1q.) Are rotatably mounted in a rotatable bearing that serves to guide the bearing ring (2) axially Guide ring (13) are arranged.

2. Multi-cell compressor according to claim I, characterized in that that the guide ring (13) with a tapping hole arranged in front of the extension edge (9) (14a) is provided, which leads to a distribution chamber (15a) in the area of the compression pressure leads, as well as in the area of the extension opening (I2) with another tapping hole (14.b) with a separate distribution chamber (5, 5b) in the area of the shoe pressure of the work equipment is in connection.

3. Multi-cell compressor according to claims 1 and 2, characterized in that the distribution chambers (15a, I5b) are arranged in the guide ring (13). Multi-cell compressor according to claim 1, characterized in that the guide ring (13) on the suction side of the working space is provided with a vent hole (1q. ) is in connection with the suction nozzle. Publications considered: German Patent No. 286 795.